劉徽,生卒年不詳,山東淄川一帶人,魏晉之際的數(shù)學家,也是中國古代杰出的數(shù)學家。于魏陳留至景元四年注《九章算術(shù)》9卷,并撰有《海島算經(jīng)》、《九章重差圖》。對先秦至兩漢時期中國數(shù)學的成就,作了系統(tǒng)的闡發(fā)和理論總結(jié),并提出許多創(chuàng)造性的見解,從而把我國古代數(shù)學提高到一個新水平。他的割圓術(shù)、圓周率近似值、四棱錐體積公式證明、出入相補原理等,都為古代數(shù)學的發(fā)展做出了杰出的貢獻。他處理球體積問題的方法,為祖沖之父子解決這一問題提供了正確途徑,《海島算經(jīng)》發(fā)展了傳統(tǒng)的重差術(shù)和勾股測量法。
劉徽主要生活在三國時代,可能死于晉初,《九章》原序說,“徽幼習九章,長再詳覽。觀陰陽之割裂,總算術(shù)之根源,探賾之暇,遂悟其意。是以敢竭頑魯,采其所見,為之作注?!庇纱丝芍?,劉徽為《九章》作注時年事已較長。后來,宋徽宗大觀三年,禮部太常寺追封古代數(shù)學家爵位,封其為“淄鄉(xiāng)男”。
劉徽治學嚴謹,刻苦自勵,自幼到長,研究《九章》,最后為之作序。他孜孜不倦,傾畢生精力,勤于數(shù)學研究探索。他不迷信古人,不生吞活剝地背誦經(jīng)典,而是尋根究底,著力吸收前人成就之精華,發(fā)展中國的古代數(shù)學。
劉徽一生集前輩之大成,總起來說,在數(shù)學方面的成就,可概括為兩個方面:一是清理闡發(fā)古代數(shù)學理論,致力于建立完整的科學理論體系;二是推陳出新,取得一批出色的數(shù)學創(chuàng)作。劉徽特別重視和強調(diào)數(shù)學理論的研究,他認為,數(shù)學有應用的一面,也有理論的一面。依據(jù)相傳的成法解答,具體問題是比較容易掌握的,而探索發(fā)現(xiàn)數(shù)學的真理,則是相當艱巨的工作。在他看來,在學習與應用古代數(shù)學的基礎上,開展理論研究是一項十分重要的任務,他具有高度的抽象概括能力,致畢生精力探討和總結(jié)數(shù)學中的普遍原理原則,解決了許多重大的理論關鍵問題,他在幾何學方面的貢獻尤為顯著。
《九章算術(shù)》是現(xiàn)存最早的中國古典數(shù)學名著,它系統(tǒng)總結(jié)了先秦至兩漢時期,中國數(shù)學的重大成就,是中國古代數(shù)學體系形成的顯著標志,全書分為9章,采用問題集形式,收集了246個數(shù)學問題和有關解題方法?!毒耪隆飞婕暗臄?shù)學理論門類繁多,但原書的編排體系,以及它的算法表達形式,使人難以了解其各種算法的數(shù)學原理及其內(nèi)在的邏輯聯(lián)系。劉徽的注釋是具有高度創(chuàng)造性的科學論文,他一面闡述每個具體算法的理論依據(jù),一面揭示各種算法之間的內(nèi)在聯(lián)系,使之成為一嚴謹、完整的理論體系。
西漢時期,主張蓋天說的天文學派有一種測量太陽高、遠的方法,當時的數(shù)學家稱其為“重差術(shù)”,曾作為“算術(shù)”中一個科目的名稱。可是,到了劉徽時代此術(shù)幾乎失傳,劉徽通過對天文測量原理的深入鉆研,使此術(shù)得以再現(xiàn)和發(fā)展。他運用“類推衍化”的方法,使重差術(shù)由重表、累矩的兩次測望,發(fā)展為“三望”、“四望”。測望問題在古希臘已有發(fā)現(xiàn),但所測只限于一望,歐洲在15、16世紀的著作中,也只有兩次測望的記載,可見劉徽在古代測望問題方面的成就是卓著的。